Мобильный центр обработки данных

Авторы патента:

Полезная модель относится к области программно-технических комплексов с использованием локальных и глобальных информационно-вычислительных сетей, в частности, к мобильным вычислительным центрам. Технический результат технического решения состоит в повышении надежности системы электроснабжения ИТ-оборудования и системы охлаждения, снижении воздействий окружающей среды на работу установленного внутри МЦОД оборудования, обеспечении более высокого уровня защиты от несанкционированного доступа к информационно-технологическому оборудованию и системам, обеспечивающим функционирование МЦОД. Мобильный центр обработки данных содержит грузовой контейнер, разделенный на два помещения: тамбур-шлюз и комнату с оборудованием, снабжен фальшполом, с установленной над ним подвижной платформой, имеющей возможность перемещения поперек оси контейнера, на подвижной платформе закреплены стойки с информационно-технологическим оборудованием. Кроме того грузовой контейнер снабжен системой электроснабжения, системой охлаждения, системой охранной сигнализации и контроля доступа, системой газового пожаротушения, автоматизированной системой диспетчерского управления, кабельным и сетевым оборудованием, экраном, разделяющим потоки холодного и горячего воздуха, при этом поток холодного воздуха организован через переднюю стенку оборудования. В грузовом контейнере дополнительно установлены по меньшей мере, одна система автоматического ввода резерва внешнего электроснабжения, соединенная электрически с модульным источником бесперебойного питания, в свою очередь, соединенным электрически со стойками с информационно-технологическим оборудованием и с системой охлаждения, состоящей из внутрирядных кондиционеров с компрессорами и вентиляторами постоянного тока, а также конденсаторных блоков, соединенных с внутрирядными кондиционерами фреонопроводами повышенной гибкости, проложенными в гибких кабельных каналах, при этом внутрирядные кондиционеры закреплены на подвижной платформе между стоек с информационно-технологическим оборудованием. Кроме того, в грузовом контейнере установлена система вентиляции, предназначенная для поддержания избыточного давления внутри грузового контейнера; кроме того стены, дно, крыша, дверь и ворота грузового контейнера выполнены в виде многослойной структуры с промежуточным слоем из негорючего теплоизоляционного материала, кроме того, на дверь и ворота грузового контейнера прикреплены упоры, предотвращающие вскрытие двери и ворот при спиливании петель, а также дверь и ворота снабжены замками с многоточечным запиранием; кроме того, в грузовом контейнере установлена система контроля несанкционированного доступа, включающая систему видеонаблюдения, датчики движения, датчики вибрационные, датчики открытия двери и ворот.

Мобильный центр обработки данных (МЦОД) представляет собой быстро развертываемый центр обработки данных, выполненный в формате грузового транспортного контейнера и предназначенный для размещения и обеспечения функционирования информационно-технологического оборудования (ИТ-оборудования) и инженерных систем.

Известен МЦОД SmartMod компании Emerson (networking/smartsolutions/documents/s1-11480.pdf, 2014 г.), содержащий контейнер, формат которого не соответствует стандартному грузовому контейнеру, в котором размещены инженерные системы: система электроснабжения с источником бесперебойного питания (ИБП), система охлаждения, система охранной сигнализации и контроля доступа, система газового пожаротушения, кабельное и сетевое оборудование, стойки под серверы, системы хранения данных, телекоммуникационное оборудование и кабеленесущие конструкции.

Недостатком такого технического решения является то, что контейнер имеет габаритные размеры, превышающие размеры стандартного грузового контейнера, что затрудняет его доставку к месту сборки автомобильным, железнодорожным или воздушным транспортом. Доступ в помещение со стойками с информационно-технологическим оборудованием осуществляется непосредственно с улицы, что ведет к возможности попадания в него извне пыле-содержащего воздуха с неудовлетворительными температурно-влажностными параметрами. Также недостатком такого решения является низкая защищенность от несанкционированного доступа к информационно-технологическому оборудованию и системам, обеспечивающим его функционирование.

Известен МЦОД IDS1000-A40 Container Data Center компании Huawei ( DataCenter/hw-204419.htm.,_2014 г.), содержащий контейнер в котором размещены инженерные системы: система электроснабжения с ИБП, система охлаждения, система охранной сигнализации и контроля доступа, система газового пожаротушения, кабельное и сетевое оборудование, стойки под серверы, системы хранения данных, телекоммуникационное оборудование и кабеленесущие конструкции. Стойки в контейнере расположены в несколько рядов поперечно длинной стороне контейнера, причем двери располагаются на боковой стороне контейнера.

Недостатком такого технического решения является то, что доступ в помещение со стойками с информационно-технологическим оборудованием осуществляется непосредственно с улицы, что ведет к возможности попадания в него пыле-содержащего воздуха с неудовлетворительными температурно-влажностными параметрами. Также недостатком такого решения является низкая защищенность от несанкционированного доступа к телекоммуникационному оборудованию и системам, обеспечивающим его функционирование.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является МЦОД (прототип - патент на полезную модель РФ 78384 от 09.07.2008) который содержит стандартный транспортный (грузовой) контейнер, снабженный фальшполом, стойками с информационно-технологическим оборудованием, систему электроснабжения, систему охлаждения, систему охранной сигнализации и контроля доступа, систему газового пожаротушения, автоматизированную систему диспетчерского управления, кабельное и сетевое оборудование, размещенное под фальшполом, подвижную платформу, имеющую возможность перемещения поперек оси контейнера, на которой закреплены стойки с информационно-технологическим оборудованием, кроме того, контейнер снабжен экраном, разделяющим потоки холодного и горячего воздуха, при этом поток холодного воздуха поступает через переднюю стенку оборудования; в качестве системы охлаждения используется принудительная воздушная система охлаждения, установленная над имеющимися окнами экрана. ИТ-оборудование состоит из серверов, систем хранения данных, оборудования телекоммуникационных систем. МЦОД может быть установлен на транспортном средстве. Платформа имеет возможность перемещения за счет дистанционного управления. Контейнер разделен на два помещения: тамбур-шлюз и комнату с оборудованием.

Недостатками такого технического решения являются:

- низкая надежность систем, обеспечивающих функционирование ИТ-оборудования;

- слабая защищенность от несанкционированного доступа к информационно-технологическому оборудованию и системам, обеспечивающим его функционирование.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение надежности системы электроснабжения, системы охлаждения.

Технический результат технического решения состоит в повышении надежности системы электроснабжения ИТ-оборудования за счет применения модульного ИБП, а также системы автоматического ввода резерва электроснабжения, и, как следствие, в повышении надежности системы охлаждения за счет электроснабжения внутрирядных кондиционеров непосредственно от модульного ИБП.

Технический результат достигается тем, что мобильный центр обработки данных содержит грузовой контейнер 6, разделенный на два помещения: тамбур-шлюз и комнату с оборудованием, снабжен фальшполом 7, с установленной над ним подвижной платформой 9, имеющей возможность перемещения поперек оси контейнера, на подвижной платформе 9 закреплены стойки 8 с информационно-технологическим оборудованием, кроме того грузовой контейнер 6 снабжен, системой электроснабжения, системой охлаждения, системой охранной сигнализации и контроля доступа, системой газового пожаротушения, автоматизированной системой диспетчерского управления, кабельным и сетевым оборудованием, экраном, разделяющим потоки холодного и горячего воздуха, при этом поток холодного воздуха организован через переднюю стенку оборудования. В грузовом контейнере 6 дополнительно установлены по меньшей мере, одна система автоматического ввода резерва (система АВР) внешнего электроснабжения, соединенная электрически с модульным источником бесперебойного питания 2, в свою очередь, соединенным электрически со стойками 8 с информационно-технологическим оборудованием и с системой охлаждения, состоящей из внутрирядных кондиционеров 3 с компрессорами и вентиляторами постоянного тока, а также конденсаторных блоков 10, соединенных с внутрирядными кондиционерами 3 фреонопроводами повышенной гибкости, проложенными в гибких кабельных каналах, при этом внутрирядные кондиционеры 3 закреплены на подвижной платформе 9 между стоек 8 с информационно-технологическим оборудованием.

Возможность практической реализации полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен общий вид МЦОД.

Кроме того, на фигуре 1 показана установленная в грузовом контейнере 6 система вентиляции 1, предназначенная для поддержания избыточного давления внутри грузового контейнера 6; кроме того стены, дно, крыша, дверь 4 и ворота 5 грузового контейнера 6 выполнены в виде многослойной структуры с промежуточным слоем из негорючего теплоизоляционного материала, кроме того, на дверь 4 и ворота 5 грузового контейнера прикреплены упоры 11, предотвращающие вскрытие двери и ворот при спиливании петель, а также дверь и ворота снабжены замками с многоточечным запиранием; кроме того, в грузовом контейнере 6 установлена система контроля несанкционированного доступа, включающая систему видеонаблюдения, датчики движения, датчики вибрационные, датчики открытия двери 4 и ворот 5.

Устройство работает следующим образом. Изготовленный на заводе в формате грузового контейнера МЦОД, с установленными в нем в соответствии с заявляемой полезной моделью конструктивными элементами, доставляют на место его установки любым транспортом, пригодным для перевозки грузовых контейнеров, которые выполнены в стандартных типоразмерах в соответствии с требованиями Международной организации по стандартизации (ИСО). МЦОД присоединяют к электрической сети, после чего он готов к эксплуатации.

Система электроснабжения осуществляет электроснабжение всех внутренних потребителей МЦОД через систему АВР внешнего электроснабжения, которая осуществляет непрерывный контроль состояния основного и резервного вводов электроснабжения. При пропадании напряжения на основном вводе внешнего источника электроснабжения или его отклонения от номинальной величины сверх допустимого, система АВР автоматически переключает электроснабжение МЦОД на резервный внешний источник электроснабжения, тем самым повышая надежность системы электроснабжения МЦОД.

При переключении электроснабжения МЦОД с ввода на ввод, а так же при сбоях внешнего электроснабжения, непрерывное функционирование ИТ-оборудования обеспечивает модульный ИБП 2, к которому электрически присоединены стойки 8 с ИТ-оборудованием. Модульный ИБП 2 имеет степень резервирования не ниже N+1, где N -количество силовых модулей модульного ИБП (блоков питания), необходимое для нормальной работы МЦОД. В случае неисправности одного из силовых модулей модульного ИБП 2, его функции берет на себя резервный модуль, причем, вышедший из строя силовой модуль модульного ИБП 2 заменяют на исправный без прерывания его функционирования.

Электрические и коммутационные соединения внутри МЦОД осуществляются при помощи кабельного и сетевого оборудования.

Другим аспектом конструктивного решения предлагаемой полезной модели, направленным на повышение вероятности безаварийной работы МЦОД при инцидентах с отключением внешнего электроснабжения, является повышение надежности системы охлаждения. Известно, что одной из главных проблем для современных МЦОД, содержащих на минимальных площадях плотно установленное информационно-технологическое оборудование, является значительный уровень тепловыделения при функционировании ИТ-оборудования, поэтому остановка работы системы охлаждения в случае ее обесточивания может спровоцировать опасный его нагрев с риском создания аварийных ситуаций и с полным отключением ИТ-оборудования.

Применение внутрирядных кондиционеров 3 с компрессорами и вентиляторами постоянного тока позволяет организовать их электроснабжение от модульного ИБП 2, что исключает вышеизложенные проблемы, возникающие при отключении внешнего электроснабжения. Кроме того, система охлаждения выполнена таким образом, что имеет степень резервирования не ниже М+1, где - количество внутрирядных кондиционеров 3 с компрессорами и вентиляторами постоянного тока и функционально соединенных с ними конденсаторных блоков 10, необходимое для утилизации тепловой мощности, выделяемой ИТ-оборудованием.

Таким образом, одним из преимуществ предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является то, что стойки 8 с ИТ- оборудованием, а так же внутрирядные кондиционеры 3 с компрессорами и вентиляторами постоянного тока подключены непосредственно к модульному ИБП 2, что исключает возможность отключения данного оборудования при пропадании внешнего электроснабжения, и позволяет ему работать непрерывно и избежать отклонения климатических параметров внутри МЦОД.

Для обеспечения нормальных условий проведения монтажных и ремонтных работ на информационно-технологическом оборудовании или системе охлаждения, стойки 8 и внутрирядные кондиционеры 3 закреплены на подвижной платформе 9, которая может переместить весь рядный массив в любое положение вдоль поперечной оси контейнера. Для обеспечения возможности перемещения внутрирядных кондиционеров 3 на подвижной платформе 9, внутрирядные кондиционеры 3 и конденсаторные блоки 10 соединены фреонопроводами повышенной гибкости, проложенными в гибких кабельных каналах.

В сочетании с экраном, разделяющим потоки холодного и горячего воздуха, система охлаждения образует перед стойками 8 «холодный коридор», а позади стоек 8 -«горячий коридор». Принцип работы системы охлаждения, заключается в том, что воздух из «холодного коридора» проходит через информационно-технологическое оборудование в стойках 8, остужая его, и выбрасывается в «горячий коридор». Нагретый воздух из «горячего коридора» забирается внутрирядными кондиционерами 3 через их воздушные фильтры, остужается и снова подается в «холодный коридор». Данные внутрирядные кондиционеры 3 относятся к классу кондиционеров, в которых применены компрессоры и вентиляторы постоянного тока и электронные терморегулирующие вентили, не требующие периодической регулировки. Внутрирядными кондиционерами 3 осуществляется контроль температуры не только приточного, но и охлажденного воздуха.

В них, для предотвращения срабатывания защиты от высокого давления во фреоновом контуре, реализована функция адаптивного ограничения мощности.

Система вентиляции 1 создает и поддерживает избыточное давление воздуха внутри грузового контейнера 6 по отношению к атмосферному давлению снаружи грузового контейнера 6, что позволяет повысить надежность системы охлаждения и снизить воздействие окружающей среды на работу установленного внутри грузового контейнера 6 ИТ-оборудования. Таким образом, система вентиляции 1 в совокупности с помещением тамбур-шлюза предотвращает попадание внутрь МЦОД пыли и уменьшает воздействие наружного воздуха на климатические параметры внутри МЦОД, а также позволяет удалять из его помещения остатки огнетушащего вещества и продукты горения после срабатывания системы газового пожаротушения.

Для предотвращения несанкционированного доступа к информационно-технологическому оборудованию и системам, обеспечивающим функционирование МЦОД и расположенным внутри грузового контейнера 6, его стены, дно, крыша, дверь 4 и ворота 5 выполнены в виде многослойной структуры (например, из стали) с промежуточным слоем из негорючего теплоизоляционного материала (например, из минеральной ваты), что затрудняет их вскрытие при помощи ручного и электрического слесарного инструмента. Дверь 4 и ворота 5 грузового контейнера 6 снабжены упорами 11, блокирующими их в проемах при спиливании петель. Дверь 4 и ворота 5 грузового контейнера 6 также снабжены замками с многоточечным запиранием, что значительно увеличивает время на обнаружение и спиливание запоров замка.

Кроме механических защит (выполненных в виде многослойной структуры стен, дна, крыши, двери 4 и ворот 5, упоров 11, замков с многоточечным запиранием) предусмотрена система контроля несанкционированного доступа, включающая систему видеонаблюдения, систему охранной сигнализации и контроля доступа, датчики движения, датчики вибрационные, датчики открытия двери 4, ворот 5 грузового контейнера 6, работающие при помощи программно-аппаратных средств, оповещающая дежурный персонал о попытке и факте проникновения в МЦОД.

Автоматизированная система диспетчерского управления МЦОД производит непрерывный мониторинг состояния технологического оборудования и предоставляет диспетчеру актуальную информацию о состоянии всех систем МЦОД.

Мобильный центр обработки данных, содержащий грузовой контейнер, разделенный на два помещения: тамбур-шлюз и комнату с оборудованием, снабженный фальшполом, с установленной над ним подвижной платформой, имеющей возможность перемещения поперек оси контейнера, на подвижной платформе закреплены стойки с информационно-технологическим оборудованием, кроме того, грузовой контейнер снабжен системой электроснабжения, системой охлаждения, системой охранной сигнализации и контроля доступа, системой газового пожаротушения, автоматизированной системой диспетчерского управления, кабельным и сетевым оборудованием, экраном, разделяющим потоки холодного и горячего воздуха, при этом поток холодного воздуха организован через переднюю стенку оборудования, отличающийся тем, что в грузовом контейнере дополнительно установлена по меньшей мере одна система автоматического ввода резерва внешнего электроснабжения, соединенная электрически с модульным источником бесперебойного питания, в свою очередь, соединенным электрически со стойками с информационно-технологическим оборудованием и с системой охлаждения, состоящей из внутрирядных кондиционеров с компрессорами и вентиляторами постоянного тока, а также конденсаторных блоков, соединенных с внутрирядными кондиционерами фреонопроводами повышенной гибкости, проложенными в гибких кабельных каналах, при этом внутрирядные кондиционеры закреплены на подвижной платформе между стоек с информационно-технологическим оборудованием.